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电梯电气控制的应用问题

 论文栏目:电气控制论文     更新时间:2019/2/23 9:05:22   

1串行通信的应用

电梯控制的信息传输采用串行多节点通信技术,并留有群控板接口。RS485是工业现场设备通信标准接口。如图1、图2所示,它采用平衡发送和差分接收技术,抗干扰能力强;最高传输速率为10Mb/s;单片最大传输距离标准值约1200m;一般RS485芯片负载能力有3个级别,分别是32台、128台和256台;RS485芯片电路与计算机电路接口兼容,可以很方便地与PC机联网。上述优点就使其成为可首选的串行接口电路。电梯本身就是一个分散采集信息和集中控制整体。应用串行多节点通信技术并留有群控板接口,可以有效地减少电缆的数量,降低施工成本和工作量(见图3)。整个连接工作只需要4根线,其中有2根电源线和1对双绞通信线。可进行多点的双向数据通信和对电梯进行远程实时监控。

2按键控制采用“误按可消号”处理技术

在电梯呼梯过程中如果按错了楼层按键,多数电梯采用了短时连续按键消号技术,有的是连续2次,有的是连续3次。如果将此种按键方式改为奇次按键有效,偶次按键消除,这样可以减少按键次数,在提高运行效率的同时还可以提高按键寿命。这里需要补充说明的是,基本上现有采用消号技术的电梯都只在轿内选层按键中使用,而厅外呼梯按键基本上没有应用。此时,如果在厅外按错了方向键,也只能让电梯再多运行一次了,因此建议增加厅外呼梯的消号功能(见图4)。

3简化控制,去除多余的控制器件(如主接触器、正反转方向接触器、相位继电器)

3.1使用交流接触器存在的问题

20世纪90年代变频器在电梯中只有少量的应用。那时电梯多是调压调速,功能也比较单一。到了2000年以后,应用逐步扩大,性能逐渐完善。从变频器的工作原理图(见图5)可以看到,它是由许多电子元件组成。它所驱动的电动机是感性负载。当电动机在运转时,控制接触器接点如果出现短暂抖动,将使变频器出现瞬间的过电压现象。虽然变频器里面有各种的保护电路,但也难免对变频器造成损害。近年来生产的变频器,都有正反转控制的功能,变频器在没有接到运转指令的时候,它的输出电压是零。同时变频器内部设有快速熔断器,若发生内部器件短路它会马上熔断,从而切断电源。它内部设有的故障常闭接点,可以串接到安全回路中,符合GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第12.7.3条“交流或直流电动机用静态元件供电和控制”的要求。因此可以得出这样的结论:由于变频器具有的特殊功能,可以将主控电路中主接触器和方向接触器去掉。这不仅降低了制造成本,同时还减少了故障点。

3.2相序继电器在应用中存在的问题

当改变三相交流电的相序时,将使交流电动机的运转方向改变,因此相序对电梯的安全运行是至关重要的。供电电源的相序,对使用变频器驱动的电梯就没有必须要求了。因为变频器采用的是交-直-交供电方式,就是将三相来电进行整流后变成直流电压,再逆变成电动机所需要的交流电压给电动机供电。只要变频器输出端与电动机连接正确,电动机的正反转只取决于控制指令,而与供电的相序没有关系了。相序保护对于使用变频器驱动的电梯来讲起不到保护作用,因此也可以将它从主控电路中去掉。

4增加显示,让电梯的工作状态、故障部位等信息一目了然

4.1控制系统采用模块化设计的优势

各种电梯控制系统的设计五花八门,有的厂家控制板采用的CPU是16位的,甚至32位的。笔者认为这对资源有些浪费。以AVR单片机为例,每条指令运行周期小于1μs。可以应用8位的单片机组成电梯控制板和各节点板组成系统,并进行模块化设计。运用分散采集、集中管理控制的方法,使系统处理问题的能力有效提高。模块化的设计更有利于维护。

4.2增加电梯控制机柜的显示部件

电梯里的控制点和检测点基本都是一样的。由于电梯生产厂家的不同,电梯的控制板采用的技术也是千变万化。控制主板是电梯的核心部件,也是电梯控制技术的核心。控制板技术应用的好坏,直接决定了电梯的运行性能。同时,控制板也是电梯的大脑,它对电梯的运行状态了如指掌。要让控制板将电梯运行状态如实显示出来也是一件很容易的事情(见图6)。电梯的运行不但要做到安全、舒适,而且还要便于维护人员能直观、及时了解电梯的运行状态是否正常。一旦出现故障能够立即找到故障点,迅速将它排除。这既提高了设备的可维护性,同时又减少了对用户出行的时间耽搁。

4.3主板控制的输入点

主板控制的输入点:光耦隔离输入,输入状态由LED发光二极管指示,如图7所示。

4.4主板控制的输出点

主板控制的输出点:继电器接点输出,固态继电器输出,工作状态由LED发光二极管指示,如图8所示。

5厅门故障显示

只要有层站就会有厅门,厅门在电梯中属于频繁运行的部件。为了保证厅门的安全,每个厅门上都装有安全开关。层站越多,厅门安全开关也就越多。在安全回路中,每个厅门安全开关都设计成头尾相接的串联形式。如果有一个厅门没有关好,电梯是不会运行的。由于井道环境灰尘比较大,加上厅门频繁开关移动运行,因此在电梯运行故障中,门的故障占了70%以上。一旦门开关出现故障,维修人员只能逐层查找,既费工又费时。有了层站控制板,就可将厅门开关检测的故障信号(见图9、图10),经过层站控制板的节点网络,送到主控板。主控板将故障楼层的信息经过网络再送到各层的层站控制板的显示板上,使维修人员一目了然,便于及时发现有问题的层门所在楼层,减少维修人员劳动强度。用同样方法也可以监测其它关键部件的工作状态,如上、下限位等。在厅门发生故障时,使用的显示方法是:电梯停靠楼层亮2s、中间停1s、故障点亮0.5s、中间再停1s,以此循环来区别故障楼层。

6关于检修操作

GB7588-2003中第8.15条“轿顶上的装置”规定,轿顶上应安装下列装置:a)符合14.2.1.3要求的控制装置(检修操作)……对于其它地方是否可以安装没有规定。检修装置的设置是以维修任务而定。机房检修装置的设置主要以曳引机的维护为主,轿顶检修装置的设置主要是以井道设备维护为主,而轿厢检修装置的设置主要是以厅门和轿门维护为主。如果有需要的话底坑也应该设置检修装置以方便底坑和轿底的维护。为了使操作安全可靠,每个检修装置都设置为独立输入单元(见图6),由电梯控制板的程序设定。按照优先等级进行控制:最高级是轿顶检修键、上行键和下行键;次级是轿厢检修键、上行键和下行键;最后是机房检修键、上行键和下行键,如图11所示。只要将优先级别设定好就可以避免误操作。由于检修按键是直接连接到主控制板上,非常适合电梯的改造工作。电梯在出现故障时通常无法运行,要进行维修时只能封闭故障点。站在轿厢顶部,排除故障。故障排除后,应及时撤除封闭点。若不及时撤除,其后果是不堪设想的。可以通过连续按压按键的组合来实现封线检修,当每次运行结束松开手后,被封闭点就自动恢复到正常状态。这样既方便维修又能安全运行。

7开轿门检修运行

GB7588-2003中第14.2.1.5条“对接操作运行控制”规定了电梯对接操作运行的规范。从这个规范里可以清楚地看出,对接操作运行必须在钥匙操作后方可进行。也就是说,对接操作运行必须要与一个钥匙操作配合进行。而且除了钥匙操作以外,还必须在轿厢内设置停止装置,三者缺一不可。开轿门检修运行的具体操作是:在轿厢内用专用钥匙打开操纵盒,首先设置电梯运行为检修状态,在连续按下警铃键的同时连续按下方向键。由于轿厢门的到位开关是直接连到机房(见图6),这样通过控制板的程序识别(见图12)就可以在轿厢内开着轿门进行上、下走梯。厅门开关的故障有时会经过运行后或经过振动又使故障轿内检修轿门未关?轿内上/下行?轿内警铃?安全回路好?开着轿门走梯,同时警铃响停止,不走梯NNNNYYYY图12开轿门检修运行流程复原,给故障分析带来困难。应用这样的操作方法既不触碰厅门,又便于观察开关的当时状态,对于维修厅门、轿门都很方便。由于工作完毕、松开手后,封线也就自动取消了,由此避免了引发恶性事故的问题。用类似方法也可以实现机房、轿顶的操作。

8结语

随着科学技术的不断发展,电梯的控制电路也在不断地更新,电梯的运行、维护也越来越安全、越来越人性化。以上也是笔者在实际工作中的一些应用,希望能与大家进行一次探讨,为共同推动电梯技术的发展起到抛砖引玉的作用。

作者:赵林初 赵易捷 乔雪 方雪娥

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